4.3弱磁控制的直流调速系统.ppt

第第4章章 可逆控制和弱磁控制可逆控制和弱磁控制的直流调速系统的直流调速系统电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统 运动控制系统运动控制系统内 容 提 要n直流PWM可逆直流调速系统 nV-M可逆直流调速系统 n弱磁控制的直流调速系统n1 弱磁与调压的配合控制n2 励磁电流的闭环控制1 弱磁与调压的配合控制n长期运行时，为了避免电动机过热，应使电枢电流不大于额定值。n变电枢电压方法变电枢电压方法是从基速（即额定转速）向下调速。在变压调速范围内，因为励磁磁通不变，电磁转矩Te=KmId，允许的转矩也不会变，称作“恒转矩调速方式”。n降低励磁电流以减弱磁通降低励磁电流以减弱磁通是从基速向上调速。在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩与转速的乘积则不变，即允许功率不变，是为“恒功率调速方式”。弱磁与调压的配合控制n“恒转矩”或“恒功率”调速方式，是指电枢电流达到其额定值时，所允许的转矩或功率不变，是电机能长期承受的限度。n负载类型与调速方式的配合n弱磁调速范围n当负载要求的调速范围大时，就采用变压和弱磁配合控制的办法。即在基速以下保持磁通为额定值不变，只调节电枢电压，而在基速以上则把电压保持为额定值，减弱磁通升速，图4-18 弱磁与调压配合控制特性2 励磁电流的闭环控制图4-19 带有励磁电流闭环的弱磁与调压的配合控制直流调速系统AFR励磁电流调节器 UPEF励磁电力电子变换器变压与励磁的给定装置是互相关联的。n电枢电压控制系统仍采用常规的转速、电枢电流双闭环控制。n弱磁程度用励磁电流闭环控制，励磁电流调节器AFR一般采用PI调节器。工作原理n当电动机在额定转速nN以下变压调速时，励磁电流给定U*if=UifN=f IfN，励磁电流环将励磁电流稳定在额定值，使气隙磁通等于额定磁通，与常规的转速、电流双闭环系统是完全一致的。n当提高Un，转速升到额定转速nN以上时，将根据感感应电动势不变（应电动势不变（E=EN）的原则，逐步减小励磁电流给定U*if，在励磁电流闭环控制作用下，励磁电流IfIfN，气隙磁通小于额定磁通N，电动机工作在弱磁状态，实现基速以上的调速。弱磁条件下直流电动机的数学模型n当磁通为变量时，参数Ce和Cm都不能再看作常数，而应被Ke和Km所取代，E=Ken Te=KmId n机电时间常数也不能再视作常数 (4-10)(4-9)(4-8)图4-20 弱磁过程直流电动机的动态结构图ASR应具有可变参数，以适应磁通的变化。n即使忽略磁路的非线性，在磁通变化的过程中直流电动机也是一个非线性对象，n如果转速调节器ASR仍采用线性的PI调节器，将无法保证在整个弱磁调速范围内都得到优良的控制性能。n为了解决这个问题，原则上应使ASR具有可变参数，以适应磁通的变化。n采用微机数字控制系统，调节器的参数跟随磁通实时地变化，可以得到优良的控制性能。